尿液主要是在人体泌尿系统内形成的，尿液的形成需要一个重要的器官参与，就是肾脏。肾脏由肾小球和肾小管等基本单位组成，当人体循环的血液经过肾脏以后，肾小球就会将血液中的杂质成分滤过，形成原尿，原尿在流经肾小管过程中，有用的成分被重新吸收，最终将形成尿液。形成的尿液经过肾盂进入输尿管，然后经输尿管输送到膀胱，暂时储存，当膀胱内的尿液容量达到一定程度时，就会诱发排尿反射，使尿液从膀胱排出体外。
尿液主要承担排泄体代谢体产物及维持体内水、电解质和酸碱平衡的作用。肾的血循环是维持肾脏正常生理功能的基础。肾血流量的大小决定肾小球的滤过率、钠的重吸收及肾组织的耗氧量，每分钟流经双肾的血液约1000～1200毫升，相当于心输出量的20％～25％。
肾小球的滤过是肾脏形成尿液过程的第1个主要步骤，肾小球由毛细血管内皮细胞、基膜和肾小囊脏层上皮细胞组成，起滤过膜作用，将流入肾脏的血液进行过滤，滤过膜各层都有大小不等的筛孔，其通透性取决于物质分子的大小、形态及其电负荷状态，相对分子质量大于90000或分子半径大于4.0纳米的物质完全不能滤过，椭圆形分子比圆形分子更容易通过滤过膜，另外滤过膜上有一层含负电荷的唾液黏蛋白，所以带负电荷的分子难以通过滤过膜。大分子的蛋白质以及血液中的有形成分（如红细胞）被阻于血管内，相对分子质量较小的蛋白质以及氨基酸、葡萄糖、盐类、水分等滤出，入肾小囊形成原尿，其中对人体有用的物质又被肾小管吸收回体内。正常人双肾共有200万个肾单位，其滤过膜的总面积为1.5平方米以上。单位时间内从肾小球滤过的血浆量称为肾小球滤过率（GFR）。血液通过入球小动脉进入肾小球，又从出球小动脉流出，血浆的滤过取决于滤过膜两侧的压力不平衡所形成的滤过动力，滤过膜两侧的压力是由肾小球毛细血管静水压与肾小囊静水压的压差及毛细血管内血浆胶体渗透压与肾小囊胶体渗透压的压差构成，由于这一压差，血浆内的水不断滤出，并带出部分血浆中的溶质。正常人的肾小球滤过率为125毫升/分±15毫升/分，每天经肾小球滤过的液体约180升，相当于总体水分的4倍或细胞外液的15倍，血浆量的60倍，人体通过控制入球和出球小动脉口径与阻力、球管反馈、激素、血管活性物质及神经影响肾小球滤过率。经肾小球滤过的大量富含各种溶质原尿，时入肾小囊腔，流入肾小管，最终仅有1％形成尿液排出体外。这一过程主要依靠肾小管的转动功能来完成，肾小管是由单层上皮细胞紧密连接而成的通道，肾小管细胞具有经细胞转运功能，可以对管腔内外的水及电解质进行转运，通过被动转运及主动转运，肾小管内滤液中的物质转运到明小管外，再进入小管周围毛细血管，这一过程称为肾小管的重吸收。而肾小管上皮细胞将自峰代谢产生的物质或血浆中的某些物质向肾小管腔内转运，称肾小管的分泌作用。肾小管对水的重吸收为被动重吸收，重吸收率为99％，其中60％～70％的水分主要在近端肾小管内伴随钠的转运而被动重吸收到血液中，而最后排出的尿液，主要通过髓袢和集合的尿浓缩与稀释机制来完成。集合管对水的通透性受抗利尿激素（ADH）调节。原尿中钠的转运是肾小管上皮细胞的主要转运机制，是耗氧耗能的主动重吸收过程，少部分为被动扩散转运，原尿中仅有1％的钠从尿液中排出，钠的转运主要受醛固酮调节。氯的转运随钠的重吸收而被动重吸收，小部分被主动重吸收，最后仅占滤过率1％的氯（5～9克）以氯化钠和氯化铵的形式随尿排出。原尿中70％的钾在近曲小管内重吸收，髓袢升支粗段、远曲小管及外髓层集合管亦可重吸收省量的钾，重吸收的方式以主动过程中为主。钾的分泌主要发生在远曲小管和皮质集合管以及髓袢降支细段，是尿中钾的主要来源，分泌过程以被动分泌为主。肾小管对钾的转运主要受醛固酮调节，还受小管内钾和钠的浓度及酸碱度影响。原尿中99％的钙和85％的磷被肾小管重吸收，主要部位在近端肾小管，而镁的重吸收主要在髓袢和远端肾小管，这些电解质的转运受甲激素（PTH）和降钙素（TCT）的调节。
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